上世纪50年代，安装了喷气式发动机的战略轰炸机出现，这种飞机航程大、速度快，能从很多意想不到的方向发起攻击。为了应对这类轰炸机，苏联着手研发高速截击机，雅克-28就是这一时期的产物，不过它是一款「小短腿」，有效作战半径只有几百千米，显然不能满足领土宽广的苏联。
在1958年，图波列夫设计局开始研制图-28截击机，后来更名为图-128，它是一款重型远程截击机，迄今为止是正式服役过的最大型战机，其他它看起来更像是一架战术轰炸机，这可能跟它的起源有关，因为它的部分设计其实延续了此前的图-98轰炸机。
与常规战斗机不同，图-128就是一款比较纯粹的截击机，不参与制空权争夺行动，它的作战对象是B-52等大型轰炸机，后者笨拙、自卫能力差，要是没有护航战机的话基本就是一个空中靶子，因此图-128不需要如常规战机一样灵活，能应对轰炸机就行，速度、航程才最重要，大航程意味着可以覆盖更广的地区，高速度意味着能赶在轰炸机投弹前进行拦截。
图-128空重24500千克，最大起飞重量约43000千克，战机长度为30.06米，机翼采用大后掠角设计，翼展17.53米，战机全高7.15米，机组包括1名飞行员和1名雷达操作员。
这架战机采用2台并排安装的留里卡AL-7F-2加力涡喷发动机，进气口位于机体两侧偏上的位置，单台发动机开启加力燃烧室后最大推力99.1kN，它在非武装情况下最大航速1.57马赫，挂载武器后最大航速将近1.36马赫。为了达到所需的大航程，机载燃油约15吨，最大航程2565千米，有效作战半径在1000千米左右。
图-128的武器系统也很有针对性，它没有机炮，甚至没有预警用的雷达告警器，只在两侧机翼下总共设置了4个挂载点，可以携带4枚空空导弹，通常的配置是2枚R-4R半主动雷达制导导弹和2枚R-4T红外制导导弹，它们的最大射程分别为25千米和15千米，空军认为飞行员在作战时应该在合适距离同时发射一枚R-4R和一枚R-4T，这样可以增加命中率。一部RP-S Smerch I波段雷达安装在机头，它没有下视能力，最大探测距离50千米。
图-128UT
图-128原型机在1961年首飞，1964年开始服役，总产量约200架，其中包括后续增强低空性能的改进型图-128M，以及取消雷达增加一个座位的图-128UT教练机。图-128的服役生涯比较低调，鲜有关于它的信息，据称它有过攻击北约侦查气球的实战，该机服役到90年代，但在80年代就逐步被米格-25替代。
